William Herschel

William Herschel (né Friedrich Wilhelm Herschel) est un astronome britannique d'origine allemande, né à Hanovre le 15 novembre 1738 et mort à Slough, le 25 août 1822 (à 83 ans). Il est aussi compositeur de musique.

Herschel passe son enfance à Hanovre, une ville du nord-ouest de l'Allemagne ; l'électorat de Hanovre est alors en union personnelle avec la Grande-Bretagne sous le roi George II. Il reçoit une éducation musicale de son père, violoniste et hautboïste. Garde de régiment, et hautboïste militaire, il est appelé avec son frère aîné en Grande-Bretagne en 1756 afin de parer l'invasion française (guerre de Sept Ans). Ils participent à la bataille de Hastenbeck. Horrifié par les tueries auxquelles il vient d'assister, il déserte l'armée et s'installe définitivement en Angleterre.

Il gagne d'abord sa vie comme copiste musical à Londres, puis comme directeur de la milice de Durham. En 1758, il obtient la direction des concerts d'Édimbourg avant de devenir organiste à Halifax en 1766, puis à Bath l'année suivante. Il demeure au centre de la vie musicale de la ville pendant dix ans tout en s'intéressant de plus en plus à l'astronomie. Sa musique, qui était largement oubliée, est redécouverte dans les années 1990.

Astronome amateur, il a le projet de déterminer la forme et les dimensions de l'Univers. Trop pauvre pour s'acheter un instrument astronomique, il construit, après plusieurs essais infructueux, plusieurs grands miroirs concaves en bronze. Cela lui permet de réaliser en 1776 un télescope de sept pieds de distance focale (231 cm) et de 6,2 pouces de diamètre (17 cm) ; l'instrument, qui grossit 227 fois, est achevé en 1778 et placé dans le jardin de sa maison du 19 New King Street à Bath, dans le Somerset en Angleterre.

Dans la nuit du 13 mars 1781, il découvre au cours d'une observation, la planète Uranus, croyant d'abord avoir affaire à une comète ou à un disque stellaire. Après d'autres observations de Herschel, Anders Lexell calcule l'orbite et est d'avis qu'il s'agit probablement d'une planète. Cet objet céleste avait déjà été observé (par John Flamsteed, James Bradley, Tobias Mayer et Pierre Charles Le Monnier, généralement sous le nom de 34 Tauri) et avait été pris pour une étoile, mais Herschel se range à l'avis de Lexell et, en l'honneur de George III, appelle la nouvelle planète « Georgium sidus » (l'« Astre georgien »). C'est la première planète découverte depuis l'Antiquité. Mais le nom du roi anglais ne passe pas en France (on y parle plutôt de la « planète Herschel ») ; puis on finit par se mettre d'accord sur « Uranus ».

Aidé de sa sœur Caroline, qui l'a rejoint à Bath en 1772 après la mort de leur père, il devient, grâce aux lunettes et aux télescopes qu'il construit lui-même, un observateur renommé. Le roi George III, passionné d'astronomie, lui offre son soutien, notamment en 1782 en le nommant astronome du roi et lui allouant, afin qu'il puisse se consacrer entièrement à ses recherches scientifiques et astronomiques, un traitement annuel de 200 livres — salaire bien modeste pour l'époque ; Caroline reçoit pour sa part 50 livres, devenant la première femme rétribuée pour du travail scientifique.

En 1783, il détecte le mouvement du Soleil vers un point de la constellation d'Hercule qu'il nomme l'apex. En 1784, il attribue à la météorologie certains changements observés à la surface de Mars et suppose, le premier, que cette planète a une atmosphère.

Entre 1785 et 1789, le frère et la sœur construisent le célèbre télescope de 40 pieds ; il ne sera toutefois pas à la hauteur des espérances.

En 1787, il découvre deux satellites d'Uranus, Obéron et Titania, le 11 janvier et montre son télescope de 6 m de focale (20 pieds). En 1789, il découvre les calottes polaires de Mars et les satellites Mimas et Encelade de Saturne.

Pendant la nuit du 19 avril 1787, Herschel observe un phénomène lunaire transitoire : il remarque trois taches rougeoyantes sur la partie non éclairée de la Lune. Il informe le roi et quelques astronomes de ses observations. Herschel attribue le phénomène à des éruptions de volcans et perçoit la luminosité du point le plus brillant comme supérieure à celle d'une comète découverte le 10 avril. Ses observations coïncident avec la survenue d'une aurore boréale au-dessus de la ville italienne de Padoue. L'activité d'une aurore boréale aussi au sud du cercle Arctique est très rare. Le spectacle de Padoue et l'observation de Herschel se produisent peu avant que le nombre de taches solaires n'atteigne un pic en mai 1787.

En 1785, il propose un modèle d'univers lenticulaire (il semble avoir eu l'intuition de nébuleuses extragalactiques). Ce modèle est une approximation grossière du modèle contemporain de la Voie lactée. Herschel fait alors un travail de cosmologiste ; le mot de « cosmologie » n'est toutefois pas de lui (il parle de la « construction des cieux »).

En 1789, il construit un télescope de 12 m de long et de 1,22 m d'ouverture.

C'est lui qui, en 1800, découvre les « rayons calorifiques », que nous appelons aujourd'hui rayonnement infrarouge.

En 1802, il montre qu'il y a des étoiles binaires. Il en publie plusieurs catalogues (1782, 1785). Ses catalogues de nébuleuses sont de 1786, 1789 et 1802.

Plusieurs membres de la famille de William Herschel se sont aussi illustrés dans les sciences :

Télescope de sept pieds. Reconstruction d'un télescope semblable à celui qui servit à la découverte d'Uranus. Musée d'astronomie Herschel, Bath.

Télescope de 20 pieds (6 m). 1787.

Télescope de 40 pieds (12 m) de focale et de 48 pouces (122 cm) d'ouverture. 1789

Télescope construit pour l'observatoire royal de Madrid (es) entre 1796 et 1802 (reconstruction).

Télescope ayant appartenu à Caroline Herschel.

Herschel découvre très tôt que ses miroirs, qui sont faits de cuivre et d'étain, ont besoin d'un polissage soigné et continu juste après leur production. D'où des séances de polissage de seize heures ou plus, durant lesquelles c'est Caroline qui nourrit William.

La musique de Herschel a été redécouverte avec bonheur en 2003 par les London Mozart Players dans un disque consacré aux symphonies. Les œuvres « galantes » de Herschel ont été composées entre 1759 et 1770 : 24 symphonies, une douzaine de concertos (violon, alto, hautbois, orgue), des sonates pour clavecin et de la musique religieuse. Un CD d’œuvres de Herschel interprétées à l'orgue par Dominique Proust a été publié en 1992.